JP5518374B2

JP5518374B2 - 貼り合わせ積層ｐｅｔフィルムのオリゴマ析出抑制接着剤層

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Publication number: JP5518374B2
Application number: JP2009136530A
Authority: JP
Inventors: 祥史上野; 隆信須藤
Original assignee: Dexerials Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-06-05
Also published as: JP2011000708A; WO2010134494A2; WO2010134494A3

Description

本発明は、多層導電性透明フィルムを用いるタッチパネルの技術分野にかかり、特に、接着剤層中のオリゴマの析出を抑制する技術に関する。

タッチパネルに用いられる透明導電性電極は、二つのフィルム状のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の間にアクリル系樹脂から成る接着剤層が配置された三層の積層フィルムから成り、さらに一方のＰＥＴ表面にハードコート層を形成し、他方のＰＥＴ表面にＩＴＯ等から成る透明な電気導電性薄膜が形成されて多層フィルムとなる。通常、この多層フィルムは、タッチパネルの製造工程においてアニール処理されても熱変形しないように、予め、ＰＥＴの熱収縮をさせるためのプレアニール処理を行う。プレアニールの処理温度がＰＥＴのガラス転移温度を超える場合、ＰＥＴ中に含まれるオリゴマの拡散が進行し、その拡散したオリゴマがＰＥＴと接着剤の界面で析出され、接着剤に相溶せずに結晶化して白濁して見えるという問題点があった。

従来技術では、ラミネート時の接着性を得ることを優先し、充分な機械的強度が得られず、オリゴマの析出を回避するためにアニール温度をＰＥＴのガラス転移温度より低い温度でプレアニール処理を行っている。そのため、ＰＥＴは充分に応力が緩和されず、タッチパネルの製造工程においてアニール処理を行ったときに多層フィルムが熱変形するという問題がある。

下記に記載された特許文献１によると、積層ポリエステルフィルムの少なくとも片面にポリエステル樹脂、分子内にアセチレン基及び水酸基を有する化合物、及び鉱油の三成分からなる塗布層を形成することによりオリゴマの析出を抑制している。

下記に記載された非特許文献１によると、ＰＥＴ表面に特殊コーティング層を形成することによりオリゴマの析出を抑制している。

特開２００６−２８１４９８号ＷＯ２００４/０７０７３７特公平４−４６７５２号特許第２６６７６８０号特開２００６−５６１１７号特開２００７−９５６６０号「タッチパネル用表面保護材Ｅ−ＭＡＳＫ/ＴＰ２００」、日東電工技報、２００８年、ｐ．５３

樹脂フィルム中に含まれるオリゴマが目視されないタッチパネルを製作する技術を提供する。

上記課題を解決するため、ポリエチレンテレフタレートから成る第一の樹脂フィルムと、前記第一の樹脂フィルムの表面上に配置され、テレフタール酸とエチレングリコールとを含有するポリエステルから成る接着剤層と、前記接着剤層の表面上に配置されたポリエチレンテレフタレートから成る第二の樹脂フィルムとを有する多層ポリエステルフィルムであって、前記第一、第二の樹脂フィルムは、前記接着剤層で接着され、前記接着剤層のガラス転移温度は、−２０℃以上３５℃以下の範囲であり、前記多層ポリエステルフィルムは、加熱されてタッチパネルに用いられる多層ポリエステルフィルムである。
本発明は、多層ポリエステルフィルムと、前記第一の樹脂フィルムの裏面上に配置された酸化インジウム錫から成る第一の透明導電性薄膜と、前記第二の樹脂フィルムの表面上に配置された保護層とを有し、少なくとも前記多層ポリエステルフィルムは１４０℃以上の温度で加熱され、タッチパネルの押圧される面側に用いられる上側タッチパネルシートである。
本発明は、上側タッチパネルシートと、第二の透明導電性薄膜を有する下側タッチパネルシートとを有し、前記上側タッチパネルシートと前記下側タッチパネルシートは、前記第一、第二の透明導電性薄膜が、面するように対向して離間して配置され、前記上側タッチパネルシートが押圧されると、前記上側タッチパネルシートが湾曲して、前記上側タッチパネルシートの前記第一の透明導電性薄膜が前記下側タッチパネルシートの前記第二の透明導電性薄膜と接触して、電流が流れて、接触した面内の位置が求められるタッチパネルである。
本発明は、前記上側タッチパネルシートの前記接着剤層のヤング率が１．５ＭＰａ以上３．０ＭＰａ以下であるタッチパネルである。
本発明は、前記上側タッチパネルシートの前記接着剤層は、常温で反応する硬化剤を含有するタッチパネルである。
本発明は、タッチパネルと、液晶表示装置を有し、前記タッチパネルは、前記液晶表示装置上に配置される液晶付タッチパネルである。
本発明は、ポリエチレンテレフタレートから成る第一、第二の樹脂フィルムの間に、テレフタール酸とエチレングリコールとを含有するポリエステルから成り、ガラス転移温度が−２０℃以上３５℃以下の範囲の接着剤を接触して位置させ、前記接着剤を１４０℃未満の温度に昇温させて前記接着剤を介して前記第一、第二の樹脂フィルムを接着させて、多層ポリエステルフィルムを作成し、前記第一の樹脂フィルムの前記接着剤が配置された面と反対側の面に透明導電性薄膜を配置し、前記第二の樹脂フィルムの前記接着剤が配置された面と反対側の面に保護層を配置する上側タッチパネルシートの製造方法であって、前記多層ポリエステルフィルムを１４０℃以上の温度で加熱処理する加熱工程を有する上側タッチパネルシートの製造方法である。

なお、この加熱工程は、多層ポリエステルフィルムを作成した後から、第一の樹脂フィルムの裏面上に透明導電性薄膜を配置するまでの間か、第一の樹脂フィルムの裏面上に透明導電性薄膜を配置してから、第二の樹脂フィルムの表面上に保護層を配置するまでの間か、又は第二の樹脂フィルムの表面上に保護層を配置した後のいずれかの時期に行う。
ここで、接着剤は、後述する接着剤層と接着フィルムを表している。

本発明の上側タッチパネルシートの接着剤層は、ＰＥＴ同士を貼り合わせる接着強度があり、接着剤層側のＰＥＴ表面に塗布層やコーティング層等を形成しなくても、接着剤層中のオリゴマが、接着剤層と混和して結晶化されないか、混和しなくても、オリゴマと接着剤層の光の屈折率が略等しいため目視されないので、タッチパネルシートの製造工程及びコストの削減が可能となる。

第一の樹脂フィルムの断面図第一の樹脂フィルムと、第一の樹脂フィルム上に配置された接着剤層の断面図本発明の多層ポリエステルフィルムの断面図本発明のタッチパネルシートの断面図本発明の上側タッチパネルシートの断面図本発明の液晶付タッチパネルの断面図第一、第二の樹脂フィルムロールと接着剤フィルムロールによる本発明の多層ポリエステルフィルムの製造方法を説明するための図

図１の符号１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）から成る第一の樹脂フィルムであり、プロセス対象物である。

第一の樹脂フィルム１の表面にテレフタール酸とエチレングリコールを含むポリエステルから成る接着剤を含有する溶液が塗布され、溶液が溶剤の蒸発温度（１１０℃〜１２０℃程度）以上に昇温されると、溶剤は蒸発し、接着剤層３が第一の樹脂フィルム１の表面に形成され、第一の樹脂フィルム１の表面と接着剤層３の裏面は、接着する（図２）。

第一の樹脂フィルム１上に形成された接着剤層３は、８０℃程度に昇温され、接着剤層３の表面に、ＰＥＴから成る第二の樹脂フィルム２の裏面が貼り合わされると、接着剤層３の表面と第二の樹脂フィルム２は接着して本発明の多層ポリエステルフィルム５が形成される（図３）。

多層ポリエステルフィルム５の第一の樹脂フィルム１の裏面にＩＴＯ（酸化インジウム錫）から成る第一の透明導電性薄膜７がスパッタリング等によって成膜されると、多層透明導電性シート１０が形成される（図４）。

尚、成膜される透明導電性薄膜は、ＩＴＯに限定されず、酸化錫、酸化亜鉛等の透明な電極であればよい。

多層透明導電性シート１０の第二の樹脂フィルム２の表面に窒化シリコン、アルミナ、シリカ、酸化チタン等の無機充填剤が含有された樹脂塗料が塗布され、溶液が溶剤の蒸発温度以上に昇温され、塗料が硬化すると、第二の樹脂フィルム２の表面に保護層としてハードコート層８が形成され、本発明のタッチパネルシート１５が形成される（図５）。

接着剤層３を介して第一、第二の樹脂フィルム１、２を積層させる順序、及び第一の透明導電性薄膜７、及びハードコート層８を形成させる時期は、本発明の目的の範囲で任意に選択できる。

＜加熱処理＞
上側タッチパネルシート１５は、タッチパネルの製造工程において１４０℃程度以上の温度で乾燥するアニール処理が行われると、上側タッチパネルシート１５の第一、第二の樹脂フィルム１、２が熱収縮して第一の透明導電性薄膜７上にスクリーン印刷された配線が歪んでしまう。このアニール処理時の熱収縮を防ぐために、配線を印刷する前に予め、上側タッチパネルシート１５を加熱して第一、第二の樹脂フィルム１、２を熱収縮させておくプレアニール処理が行われる。

上側タッチパネルシート１５は、プレアニール処理により１４０℃以上に加熱されると、第一、第二の樹脂フィルム１、２のガラス転移温度である１１０℃を超えるため、第一、第二の樹脂フィルム１、２の中に含まれるオリゴマの拡散が進行する。

そしてオリゴマは、第一、第二の樹脂フィルム１、２から第一、第二の樹脂フィルム１、２と接着剤層３との界面を通過して、接着剤層３まで移動するが、接着剤層３の成分であるポリエステルと混和して結晶化が進まない。また、オリゴマは、オリゴマと接着剤層３とは共にポリエステルの成分であるため、光の屈折率が略等しく、結晶化しても、その部分の目視が困難である。

接着剤層３は、１４０℃以上の温度でも、第一、第二の樹脂フィルム１、２と接着する接着強度が低下しない。

多層ポリエステルフィルム５は、第一、第二の樹脂フィルム１、２と接着剤層３の合計の厚みと同じ厚みの単一のＰＥＴフィルムより柔軟性がある。

＜タッチパネル＞
タッチパネル５０は、上側タッチパネルシート１５と、多層透明導電性シート１０を有している。ここでは、多層透明導電性シート１０は、下側タッチパネルシート１０ａとして使用される。

上側タッチパネルシート１５と下側タッチパネルシート１０ａは、上側タッチパネルシート１５の第一の透明導電性薄膜７と下側タッチパネルシート１０ａの第二の透明導電性薄膜７ａが、面するように対向して離間して配置される。

図６は、液晶表示装置１１の上にタッチパネル５０が配置された液晶付タッチパネル５５である。

第一、二の透明導電性薄膜７、７ａに電圧が印加され、上側タッチパネルシート１５のハードコート層８が、ペン、又は指で押圧されると、上側タッチパネルシート１５が湾曲して上側タッチパネルシート１５の第一の透明導電性薄膜７と下側タッチパネルシート１０ａの第二の透明導電性薄膜７ａが接触して電流が流れて、接触点の面内の位置が求められる。

本発明の上側タッチパネルシート１５は、押圧されても柔軟性及び耐衝撃性があるので、上側タッチパネルシート１５のスクリーンの窓の端位置でも押圧されると湾曲して、上側タッチパネルシート１５の第一の透明導電性薄膜７と下側タッチパネルシート１０ａの第二の透明導電性薄膜７ａが接触して電流が流れ、面内の位置が求められる。

＜多層ポリエステルフィルムロールの製造方法＞
図７の符号２０は、多層ポリエステルロール製造装置であり、第一、第二の樹脂フィルムロール２１、２２と、接着剤層塗布部２３と、第一、第二の貼り合わせロール２４、２５と、巻き取り装置２６とを有している。

第一、第二の樹脂フィルムロール２１、２２には、ＰＥＴから成る第一、第二の樹脂フィルム３１、３２が巻き回され、接着剤層塗布部２３より、テレフタール酸とエチレングリコールを含むポリエステルから成る接着剤を含有する溶液を第一の樹脂フィルム３１上に塗布して、溶剤を蒸発させて接着剤層３３を形成する。

第一、第二の樹脂フィルムロール２１、２２と、接着剤層塗布部２３は、第一、第二の貼り合わせロール２４、２５の前段に配置され、巻き取り装置２６は、第一、第二の貼り合わせロール２４、２５の後段に配置されている。

第一、第二の樹脂フィルムロール２１、２２から第一、第二の樹脂フィルム３１、３２を引き出し、接着剤層塗布部２３で第一の樹脂フィルム３１上に接着剤層３３を塗布形成すると、第一、第二の貼り合わせロール２４、２５の間を通り、巻き取り装置２６に巻き取られるように構成されている。

第一の樹脂フィルムロール２１と、接着剤層塗布部２３と、第二の樹脂フィルムロール２２は、下からこの順序で配置されており、第一、第二の樹脂フィルム３１、３２の先端を巻き取り装置２６に保持させ、巻き取り装置２６を動作させると、第一、第二の樹脂フィルム３１、３２が、第一、第二の樹脂フィルムロール２１、２２から引き出され、接着剤層３３が接着剤層塗布部２３から第一の樹脂フィルム３１上に塗布形成される。

引き出された第一、第二の樹脂フィルム３１、３２は、第一、第二の貼り合わせロール２４、２５の間で、第一の樹脂フィルム３１上に塗布形成された接着剤層３３を間に挟んで、張り合わされる。接着剤層３３を介して張り合わされた第一、第二の樹脂フィルム３１、３２は、多層ポリエステルフィルム３５と成り、巻き取り装置２６に巻取られると、多層ポリエステルフィルムロール３９が得られる。

＜実施例＞
実施例１から実施例６では、ガラス転移温度が５℃、６５℃、−２０℃のポリエステル樹脂Ａ、Ｂ、Ｃ及び硬化剤の配合比を変えて接着剤層３を形成し、接着剤層３のヤング率及びガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。また、接着剤層３を介して第一、第二の樹脂フィルム１、２を貼り合わせて、多層ポリエステルフィルム５を作成し、多層ポリエステルフィルム５を１４０℃以上の温度の条件でプレアニール処理後、接着剤層中のオリゴマの発生の評価と、１８０度剥離強度試験を行い接着剤層３と第一、第二の樹脂フィルム１、２との接着強度及び耐衝撃性を調べた。
なお、ヤング率の測定方法には、動的粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント社製ＲＳＡ３）を使用した。
また、ガラス転移温度の測定方法には、動的粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント社製ＲＳＡ）で与えられたタンデルタピーク値より測定した。

比較例１から比較例４では、ポリエステル樹脂Ｂ、アクリル系樹脂及び光開始剤の配合比を変えて接着剤層３を形成し、接着剤層３を介して第一、第二の樹脂フィルム１、２を貼り合わせ、１４０℃以上の温度の条件でプレアニール処理後、接着剤層中のオリゴマの発生の評価を行い、１８０度剥離強度試験を行い接着剤層３と第一、第二の樹脂フィルム１、２との接着強度及び耐衝撃性を調べた。

接着剤層３に対する接着剤層３のヤング率及びガラス転移温度、接着剤層中のオリゴマ発生の調査、多層ポリエステルフィルム５の接着強度、及び耐衝撃性の関係を示す表１を得た。

＜オリゴマ発生評価＞
デジタルマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製）を用いて倍率１０００倍で接着剤層３の中で発生したオリゴマのサイズを観察した。発生したオリゴマの中で最大なものの最大径が５μｍ未満のものが観察された場合に○（好ましい）として、発生したオリゴマの中で最大なものの最大径が５μｍ以上のものが観察される場合に×（好ましくない）とした。

＜接着強度＞
１８０度剥離強度が１Ｎ/ｃｍ以上である場合にＡ（好ましい）、１８０度剥離強度が１Ｎ/ｃｍ未満である場合にＢ（好ましくない）とした。

＜耐衝撃性＞
１８０度剥離強度試験の剥離状態が界面破壊、凝集破壊、又は材料破壊である場合にＣ（好ましい）、１８０度剥離強度試験後の剥離状態がジャーキー剥離である場合にＤ（好ましくない）とした。

実施例１から実施例６のオリゴマ発生の評価は、好ましく、オリゴマは、接着剤層３の成分であるポリエステルと混和して結晶化が進まないか、又はオリゴマと接着剤層３とは共にポリエステルの成分であるため、光の屈折率が略等しので結晶化しても、その部分の目視が困難であることを示している。

実施例２の接着剤層３のヤング率は、硬化剤イソシアネートを加えたことにより、実施例１の接着剤層３のヤング率と比べて大きくなっている。このように硬化剤を加えても、本発明のヤング率の範囲であれば、接着強度、及び耐衝撃性が両立する。

実施例５の接着剤層３のガラス転移温度は、他の実施例と比べて低いものの、接着強度、及び耐衝撃性が両立している。

実施例６では、耐衝撃性がジャーキー剥離であり、接着剤層３の耐衝撃性は、実施例１から実施例５の耐衝撃性と比べて弱いので、上側タッチパネルシート１５として使用することはできないが、オリゴマ発生の評価、及び接着強度が好ましいので、下側タッチパネルシート１０ａとして使用することができることを示している。

実施例６では、オリゴマ発生の評価が好ましく、ヤング率が実施例１から実施例５と比較して大きいものの、接着強度が維持されているので下側タッチパネルシート１０ａとして使用することができることがわかる。

比較例２では、接着剤層３にポリエステル樹脂を用いているものの、実施例１〜実施例６と比較してガラス転移温度が大きいため、接着強度及び耐衝撃性が好ましくない。

比較例３の接着剤層のヤング率及びガラス転移温度は、実施例１から実施例５のヤング率及びガラス転移温度の好ましい範囲内にあるものの、発生したオリゴマの中で最大なものの最大径が５μｍ以上のものが観察されたので、目視される可能性があるので好ましくない。

上記、実施例及び比較例により、上側タッチパネルシート１５の接着剤層３のヤング率は、１．５ＭＰａ以上３．０ＭＰａ以下の範囲が好ましく、上側タッチパネルシート１５及び下側タッチパネルシート１０ａの接着剤層３のガラス転移温度は、６５℃未満の範囲が好ましいことを表している。

１、３１……第一の樹脂フィルム２、３２……第二の樹脂フィルム３、３３……接着剤層５、３５……多層ポリエステルフィルム７……透明導電性薄膜８……ハードコート層１０……多層透明導電性シート１０ａ……下側タッチパネルシート１１……液晶表示装置１５……上側タッチパネルシート２０……多層ポリエステルロール製造装置２１……第一の樹脂フィルムロール２２……第二の樹脂フィルムロール２３……接着剤層塗布部２４……第一の貼り合わせロール２５……第二の貼り合わせロール２６……巻き取り装置３９……多層ポリエステルフィルムロール５０……タッチパネル５５……液晶付タッチパネル

Claims

ポリエチレンテレフタレートから成る第一の樹脂フィルムと、
前記第一の樹脂フィルムの表面上に配置され、テレフタール酸とエチレングリコールとを含有するポリエステルから成る接着剤層と、
前記接着剤層の表面上に配置されたポリエチレンテレフタレートから成る第二の樹脂フィルムとを有する多層ポリエステルフィルムであって、
前記第一、第二の樹脂フィルムは、前記接着剤層で接着され、
前記接着剤層のガラス転移温度は、−２０℃以上３５℃以下の範囲であり、
前記多層ポリエステルフィルムは、加熱されてタッチパネルに用いられる多層ポリエステルフィルム。
請求項１記載の多層ポリエステルフィルムと、
前記第一の樹脂フィルムの裏面上に配置された酸化インジウム錫から成る第一の透明導電性薄膜と、
前記第二の樹脂フィルムの表面上に配置された保護層とを有し、
少なくとも前記多層ポリエステルフィルムは１４０℃以上の温度で加熱され、タッチパネルの押圧される面側に用いられる上側タッチパネルシート。
請求項２記載の上側タッチパネルシートと、
第二の透明導電性薄膜を有する下側タッチパネルシートとを有し、
前記上側タッチパネルシートと前記下側タッチパネルシートは、前記第一、第二の透明導電性薄膜が、面するように対向して離間して配置され、前記上側タッチパネルシートが押圧されると、前記上側タッチパネルシートが湾曲して、前記上側タッチパネルシートの前記第一の透明導電性薄膜が前記下側タッチパネルシートの前記第二の透明導電性薄膜と接触して、電流が流れて、接触した面内の位置が求められるタッチパネル。
前記上側タッチパネルシートの前記接着剤層のヤング率が１．５ＭＰａ以上３．０ＭＰａ以下である請求項３記載のタッチパネル。
前記上側タッチパネルシートの前記接着剤層は、常温で反応する硬化剤を含有する請求項３又は請求項４のいずれか一項記載のタッチパネル。
請求項３乃至請求項５のいずれか一項記載のタッチパネルと、液晶表示装置を有し、前記タッチパネルは、前記液晶表示装置上に配置される液晶付タッチパネル。
ポリエチレンテレフタレートから成る第一、第二の樹脂フィルムの間に、テレフタール酸とエチレングリコールとを含有するポリエステルから成り、ガラス転移温度が−２０℃以上３５℃以下の範囲の接着剤を接触して位置させ、前記接着剤を１４０℃未満の温度に昇温させて前記接着剤を介して前記第一、第二の樹脂フィルムを接着させて、多層ポリエステルフィルムを作成し、
前記第一の樹脂フィルムの前記接着剤が配置された面と反対側の面に透明導電性薄膜を配置し、
前記第二の樹脂フィルムの前記接着剤が配置された面と反対側の面に保護層を配置する上側タッチパネルシートの製造方法であって、
前記多層ポリエステルフィルムを１４０℃以上の温度で加熱処理する加熱工程を有する上側タッチパネルシートの製造方法。